KR20120132661A - Controller of permanent magnet generator and permanent magnet generator with the controller - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A controller of a permanent magnet generator and the permanent magnet generator including the same are provided to control a controller with a predetermined voltage in low and high speed rotation of the generator by increasing the inductance of a power coil line without increasing the number of winding of a power coil. CONSTITUTION: A rotor shaft(1) is rotationally supported by housings(3,5). A rotor(35) is fixed to the rotor shaft. A plurality of permanent magnet members(7) are mounted on the outer side of the rotor. A stator(2) is located on the outside of the rotor. A reinforcing member(4) is located on the outer circumference of the permanent magnet member. A rectifier(15,21) and a solenoid coil(141,142) are installed on the outside of a front housing.

Description

영구 자석 발전기의 제어기 및 제어기를 구비한 영구 자석 발전기{CONTROLLER OF PERMANENT MAGNET GENERATOR AND PERMANENT MAGNET GENERATOR WITH THE CONTROLLER}CONTROLLER OF PERMANENT MAGNET GENERATOR AND PERMANENT MAGNET GENERATOR WITH THE CONTROLLER

본 발명은 전력 라인으로부터 분기된 제어측에 제공된 스위치의 ON/OFF를 제어하여 정전압을 유지하도록 고정자 하우징에서 회전에 대해 지지되는 영구 자석편을 갖는 회전자, 상기 회전자의 외주연을 둘러싸는 고정자, 전력과 전력측의 솔레노이드 코일과 제어측의 솔레노이드 코일을 포함하는 고정자 전력 코일, 제어용 스위치, 및 전압을 일정하게 유지하기 위한 제어기로 구성되는 영구 자석 발전기의 제어기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 제어기를 구비한 영구 자석 발전기에 관한 것이다.The present invention is a rotor having a permanent magnet piece supported against rotation in a stator housing to maintain a constant voltage by controlling ON / OFF of a switch provided on a control side branched from a power line, and a stator surrounding an outer circumference of the rotor. And a stator power coil including a power and a solenoid coil on the power side and a solenoid coil on the control side, a control switch, and a controller for maintaining a constant voltage. The invention also relates to a permanent magnet generator with said controller.

지금까지, 발전기와 관련하여 에너지를 절감시키면서 발전기의 효율을 향상시키는 것은 큰 과제이었다. 상기 발전기의 구조에 있어서, 전기 자석은 회전자에 설치된 코일에 전류를 흐르게 하여 자기력을 생성하는 회전자에 대해 주로 사용된다. 영구 자석 회전자를 사용하면 자기력을 생성하기 위한 전류를 사용할 필요가 없으므로 상기 발전기의 효율이 향상되는 것은 알고 있다. 그러나, 발전기의 속도가 변화함에 따라 발전 전압이 변동하므로 일정한 전압으로 다양한 전기 장비를 구동하는 차량 등에 대하여 영구 자석(PM; permanent magnet) 발전기를 사용하는데에는 어려움이 있다. 그 이유는 일정한 전압을 유지하기 위하여 자기력이 작은 값으로 감소되어야 하기 때문이지만, 상기 자기력은 변화하지 않는다.Up to now, improving the efficiency of a generator while saving energy in relation to a generator has been a big challenge. In the structure of the generator, the electric magnet is mainly used for the rotor to generate a magnetic force by flowing a current through the coil installed in the rotor. It is known that the use of a permanent magnet rotor improves the efficiency of the generator since there is no need to use a current to generate magnetic force. However, since the power generation voltage fluctuates as the speed of the generator changes, there is a difficulty in using a permanent magnet generator (PM) for a vehicle driving various electric equipments with a constant voltage. The reason is that the magnetic force must be reduced to a small value in order to maintain a constant voltage, but the magnetic force does not change.

그러나, 여러 연구자들이 상기 PM 발전기를 개발시키기 위하여 노력을 기울이고 있다. AC 전력은 잠시 DC 전류로 변화된 후에, 상기 DC 전류는 고주파수에 의해 변환되며 스위칭 펄스의 폭은 미리 설정된 전압을 미리 충족하도록 제어되고, 이는 이른바 DC-DC 컨버터로 불리운다. 상기 발전기에 의해 발생된 대전류 모두를 흐르게 하기 위하여 큰 사이즈의 트랜지스터가 사용되기 때문에 시스템이 매우 고가이며 그 사이즈가 크고 저효율성을 갖게 된다.However, several researchers are working to develop the PM generator. After the AC power is briefly changed to a DC current, the DC current is converted by high frequency and the width of the switching pulse is controlled to meet a preset voltage in advance, which is called a DC-DC converter. Since a large transistor is used to flow all of the large current generated by the generator, the system is very expensive, its size is large, and it has low efficiency.

즉, PM 발전기의 구조가 매우 간단하며 작은 사이즈에도 불구하고 매우 강한 자기력으로 인해 발전 전력은 매우 크므로, PM 발전기가 차량 터빈 및 풍력 터빈에 대하여 사용되고 있고, 이는 최근에 증가하고 있는 추세이다. 상기 PM 발전기에 있어서, PM 발전기에서 발전된 전력을 사용하는 경우에 모터의 기능은 전압의 변화에 응답할 수 있지만, 여러 전기 장비에 대하여 전력을 사용하며 축전지를 연결하는 경우에 전압을 일정하게 제어할 필요가 있다. PM 발전기에서 전압을 일정하게 제어하는 방법을 연구하기 위하여 여러 연구자들이 이를 연구하여 왔고, 스위칭 레귤레이터를 사용하여 전압을 일정하에 제어하는 방법이 GM에 의해 개발되었지만, 시스템은 제어기의 큰 사이즈, 고가이며 저효율성과 같은 큰 문제를 갖고 있다. 전압을 일정하게 하기 위하여, 상기 전압은 큰 사이즈의 전력 트랜지스터로 사용되는 스위칭 레귤레이터에서 분할되어야(chopped) 하고, 그 결과 시스템은 그 크기가 커지며 시스템을 냉각시키는데 있어서 비용이 많이 들게 된다. 대전류가 전력 트랜지스터로 흐르면 절연파괴가 일어나기 더 쉽게 된다. 상기 대전류는 트랜지스터의 온도를 증가시키기 때문에, 고전압은 트랜지스터의 이미터와 컬렉터 사이의 절연을 파괴시키고, 그러므로 보다 양호하며 저비용으로 이루어지며 상기 트랜지스터로 소전류가 흐르게 하는 시스템이 요구된다.That is, since the structure of the PM generator is very simple and the generation power is very large due to the very strong magnetic force despite the small size, the PM generator is used for vehicle turbines and wind turbines, which is increasing in recent years. In the PM generator, when using the power generated by the PM generator, the function of the motor can respond to the change in voltage, but the power is used for a number of electrical equipment, and the voltage can be controlled constantly when the battery is connected. There is a need. Several researchers have studied this to study how to control the voltage constant in the PM generator.However, the method of controlling the voltage under constant using the switching regulator was developed by GM, but the system is large size, expensive It has big problems like low efficiency. In order to keep the voltage constant, the voltage must be chopped in a switching regulator used as a large size power transistor, resulting in a system that is large in size and expensive to cool the system. If a large current flows into the power transistor, dielectric breakdown is more likely to occur. Since the large current increases the temperature of the transistor, a high voltage destroys the insulation between the emitter and the collector of the transistor, and therefore a system is required that is better and cheaper and allows small current to flow into the transistor.

예를 들어, 하이브리드 차량 및 전기 차량에 대해 사용되는 영구 자석 회전자를 구비한 발전기에서 상기 전압은 고 회전 속도에서 감소되어야 하고 저 회전 속도에서 증가되어야 한다. 상기 컨버터가 전압으로 제어되는 경우, 백 초퍼 회로(back chopper circuit)나 부스트 초퍼 회로(boost chopper circuit)를 사용할 필요가 있어서 상기 제어기가 매우 복잡하게 되며 고가이게 된다.For example, in generators with permanent magnet rotors used for hybrid vehicles and electric vehicles, the voltage must be reduced at high rotational speeds and increased at low rotational speeds. When the converter is controlled by voltage, it is necessary to use a back chopper circuit or a boost chopper circuit, which makes the controller very complicated and expensive.

한편, 전력이 분할되는 경우에 때때로 전류의 스파이크(spike)가 만들어지며 상기 스파이크는 전파 장해의 계기를 유발하여 노이즈의 대책은 매우 어려운 문제이다.On the other hand, when electric power is divided, a spike of current is sometimes made, and the spike causes an occasion of radio interference, so that countermeasure of noise is very difficult.

상기 회전자의 속도가 증가되는 경우에 영구 자석의 자기력을 감소시키는 방법이 여러 연구자들에 의해 연구되고 있다. 예를 들어, 상기 컨버터나 리액터의 큰 사이즈를 필요로 하며 무효 전력이 사용되는 제어기가 개발되었고, 반면에 상기 고정자에 전력 코일 외에 코일이 병렬로 설치되며 기계적인 제어 시스템이 필요 없는 발전기가 개발되었고, 부품수가 적어서 그 구조가 간단하고 전력 코일에서 우수한 전압 제어성과 신뢰성을 갖는다. 종래의 PM 발전기는 권선 코일을 갖는 고정자, 영구 자석편을 갖는 회전자, 및 인버터로부터 전류가 공급되는 제어 코일로 구성되고, 상기 제어 코일로 흐르는 전류는 고정자로 흐르게 하는 자기력을 감소시키도록 광학적 방향으로 자기력과 전압을 생성하고, 이는 일본 특허 공개 공보 제2004-320972호에 개시되어 있다.Many researchers have studied how to reduce the magnetic force of the permanent magnet when the rotor speed is increased. For example, a controller has been developed that requires a large size of the converter or reactor and uses reactive power, while a generator has been developed in which the coil is installed in parallel to the stator in addition to the power coil and does not require a mechanical control system. The number of parts is small, so the structure is simple and has excellent voltage control and reliability in the power coil. Conventional PM generators consist of a stator with a winding coil, a rotor with a permanent magnet piece, and a control coil supplied with current from an inverter, the current flowing to the control coil being in an optical direction to reduce the magnetic force that causes the stator to flow. Magnetic force and voltage, which are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-320972.

또한, 고효율 발전기를 실현하는 것이 제안되어 있다. 종래의 발전기는 권선 코일을 갖는 고정자 및 영구 자석편과 철심을 갖는 회전자로 구성되고, 제어기는 비대칭 위치에서 자기력을 생성하는 자기 저항력을 이용하여 자기력이 감소되게 하고, 이는 일본 특허 공개 공보 제2003-245000호에 개시되어 있다.It is also proposed to realize a high efficiency generator. The conventional generator is composed of a stator having a winding coil and a permanent magnet piece and a rotor having an iron core, and the controller causes the magnetic force to be reduced by using a magnetoresistive force that generates magnetic force in an asymmetrical position, which is Japanese Patent Laid-Open No. 2003 Disclosed in -245000.

다른 특허 문헌은 영구 자석편이 설치된 회전자, 코일을 갖는 고정자, 및 전력의 전압이나 전류를 제어하기 위하여 PM 자속의 회로에 대하여 직각으로 설치된 제2 자기 코일로 구성되고, 이는 일본 특허 공개 공보 제2006-529076호에 개시되어 있다.Another patent document consists of a rotor provided with a permanent magnet piece, a stator having a coil, and a second magnetic coil installed at a right angle with respect to the circuit of the PM magnetic flux to control the voltage or current of electric power, which is Japanese Patent Laid-Open No. 2006 -529076.

또한, 고정자의 권선 코일은 작은 권선수로 감겨진 전력 코일, 큰 권선수를 갖는 제어 코일, 및 직렬로 연결된 솔레노이드 코일로 형성되고, 상기 전력 코일과 제어 코일 사이에 스위치가 제공되고, 전력 코일의 전압이 미리 설정된 전압보다 높은 경우에 제어기는 제어 코일에서 흐르는 전류를 증가시키며 상기 전압이 미리 설정된 전압보다 낮은 경우에 상기 제어기는 전류를 감소시키고, 이는 일본 등록특허 공보 제4227189호에 개시되어 있다.In addition, the winding coil of the stator is formed of a power coil wound with a small number of turns, a control coil with a large number of turns, and a solenoid coil connected in series, and a switch is provided between the power coil and the control coil, The controller increases the current flowing in the control coil when the voltage is higher than the preset voltage and the controller decreases the current when the voltage is lower than the preset voltage, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4227189.

그러나, 전술한 방법을 이용하여 회전자 회전 속도를 더 높게 증가시키는 것에 응답하여 영구 자석의 자기력을 약화시키는 것은 매우 어렵고, 이러한 기술은 실제 사용에 있어서 실현되지 않는다.However, it is very difficult to weaken the magnetic force of the permanent magnet in response to increasing the rotor rotational speed using the above-described method, and this technique is not realized in practical use.

한편, DC-DC 컨버터는 시스템에서 하이브리드 차량에 대해 사용되고, 상기 발전기로부터 AC 전류로 정류된 DC 전력은 제어기에 의해 분할되고, 이는 미리 설정된 일정한 전압을 갖는 DC 전력으로 이송되고, 더 나아가 상기 DC 전력은 인버터를 이용하여 AC 전력으로 변화된다. 그러나, 이는 차량 시장에서 이들을 분산되게 할 시스템의 큰 사이즈 및 복잡한 구조에 의해 방해된다. 특히, 하이브리드 차량에서 사용되는 위상 제어 시스템에 의해 상기 전압이 감소되는 경우에 부하 역률(power factor of load)이 감소되고, 회생 브레이크 에너지의 효율이 감소된다. 한편, 에너지 문제가 근래 들어 안좋아지고 있고, 종래의 차량에서 전기 에너지의 소비가 빠르게 증가하고 있으며, 런델식 발전기(Lundell type generator)의 약 50% 효율은 종래의 차량에서 아직 허용되지 않는다. 그 결과, 이러한 사회적 상황에서 간단한 구조를 갖는 발전기 및 간단하며 확실한 제어기가 강하게 요구되고 있다.On the other hand, a DC-DC converter is used for a hybrid vehicle in the system, and the DC power rectified from the generator to AC current is divided by a controller, which is transferred to a DC power having a predetermined constant voltage, and further the DC power Is converted to AC power using an inverter. However, this is hampered by the large size and complex structure of the systems that will disperse them in the vehicle market. In particular, when the voltage is reduced by a phase control system used in a hybrid vehicle, the power factor of load is reduced and the efficiency of regenerative brake energy is reduced. On the other hand, the energy problem is getting worse recently, the consumption of electrical energy is increasing rapidly in the conventional vehicle, and about 50% efficiency of the Rundel type generator is not yet allowed in the conventional vehicle. As a result, there is a strong demand for a generator having a simple structure and a simple and reliable controller in this social situation.

두 종류의 코일로 감겨진 고정자를 구비한 발전기 및 자기력을 생성하기 위하여 전류를 반대방향으로 흐르게 해서 자기력을 제어하는데 코일의 일측을 사용하는 것이 여러 연구자들에 의해 개발되어 왔다. 고정자로 흐르는 PM력의 자속을 감소시키기 위하여, 인버터로부터 흐르는 전류에 의해 생성된 자속은 PM 자속과 유사한 형상으로 되어야 하지만, 이러한 기술은 매우 어렵다. 또한, PM 자속과 반대되는 이러한 전기 자속은 PM 재료의 자기력을 감소시키게 하고, 발전기의 고장을 야기한다.Generators with stators wound with two types of coils and the use of one side of the coil to control the magnetic force by flowing current in opposite directions to generate magnetic force have been developed by several researchers. In order to reduce the magnetic flux of the PM force flowing to the stator, the magnetic flux generated by the current flowing from the inverter should be shaped similar to the PM magnetic flux, but this technique is very difficult. In addition, this electric magnetic flux as opposed to the PM magnetic flux causes the magnetic force of the PM material to be reduced and causes a failure of the generator.

이러한 발명의 발명자는 일본 등록특허 공보 제4227189호에 설명된 발전기 시스템을 만들었다. 이 발명자는 일본 가나가와현의 연구 센터에서 상기 발전기 시스템을 여러번 실험하였다. 그 결과, 상기 발명자는 발전기의 전압이 자기력 제어기가 전혀 사용되지 않은 작은 제어 전류의 사용에 의해 미리 설정된 전압으로 제어되고, 자기력의 감소가 영구 자석에서 발견되지 않는 것을 확인하였다. 특히, 상기 시스템은 저전압 상태, 예를 들면 14V 또는 24V에서 전압을 제어하는데 효과가 좋다.The inventor of this invention made the generator system described in Japanese Patent No. 4227189. This inventor experimented the generator system several times at a research center in Kanagawa Prefecture, Japan. As a result, the inventor confirmed that the voltage of the generator is controlled to a preset voltage by use of a small control current in which the magnetic force controller is not used at all, and no decrease in magnetic force is found in the permanent magnet. In particular, the system is effective for controlling the voltage in low voltage conditions, for example 14V or 24V.

그러나, 발전기의 고속 회전에서 전압이 200V-AC의 발전기에서 과도하게 증가하는 경우, 고압 저항을 갖는 트랜지스터가 요구된다(FET). 즉, 고정자에 감겨진 권선 코일은 작은 권선수를 갖는 전력 코일 및 큰 권선수를 갖는 제어 코일로 구성되고, 제어 스위치가 양 코일 사이에 제공되고, 더 나아가 제어기는 출력 단자에 설치된 전압 센서의 검출 신호에 의해 응답하는 전력 코일에서 발생된 전압을 일정하게 제어하고, 상기 스위치는 전력 코일에서 발생된 전류의 일부분을 제어 코일로 흐르게 한다. 상기 제어 전류를 감소시키기 위하여 제어 코일의 권선수를 증가시키는 경우, 상기 제어 코일에서 생성된 전압이 증가한다. 반면에, 제어를 위해 전류량을 감소시키려고 코일 인덕턴스를 증가시키기 위해서는 상기 코일의 권선수가 증가되어야 하고, 이러한 현상은 모순된다. 이때, 상기 PM 발전기에서 상기 발전된 전압이 발전기의 고속 회전에서 더 높게 상승하는 것을 방지하는 것은 매우 어렵다.However, if the voltage in the high speed rotation of the generator is excessively increased in the generator of 200 V-AC, a transistor having a high voltage resistance is required (FET). That is, the winding coil wound around the stator is composed of a power coil having a small number of turns and a control coil having a large number of turns, a control switch is provided between both coils, and the controller further detects the voltage sensor installed at the output terminal. The voltage generated in the power coil responsive by the signal is constantly controlled, and the switch causes a portion of the current generated in the power coil to flow to the control coil. When increasing the number of turns of the control coil to reduce the control current, the voltage generated in the control coil increases. On the other hand, in order to increase the coil inductance to reduce the amount of current for control, the number of turns of the coil must be increased, which is inconsistent. At this time, it is very difficult to prevent the generated voltage from rising higher at high speed rotation of the generator.

예를 들면, 200V PM 발전기에서, 기전력의 전압은 2000rpm에서 220V(AC)로, 4000rpm에서 440V로, 6000rpm에서 660V로 증가한다. 이들은 전력 코일의 유효 전압 값이므로, 피크 전압은 유효 전압의 1.4배이다. 또한, 제어 코일의 권선수가 전력 코일 권선수의 4배로 설정되는 경우, 상기 제어 코일의 전압은 6000rpm에서 2600V로 증가하여서 IGBT 및 FET인 일반적인 트랜지스터에 대한 사용은 매우 어렵다. 그 결과, 고가의 트랜지스터가 제어기에 대해 사용되어야 하며 이러한 고압 트랜지스터가 제공되고, 상기 제어기의 비용이 많이 증가하는 것도 매우 큰 문제이다(2600V의 고압에 저항할 수 있는 트랜지스터 값은 일반적인 트랜지스터보다 100배 높다).For example, in a 200 V PM generator, the voltage of the electromotive force increases to 220 V (AC) at 2000 rpm, to 440 V at 4000 rpm, and to 660 V at 6000 rpm. Since these are the effective voltage values of the power coil, the peak voltage is 1.4 times the effective voltage. In addition, when the number of turns of the control coil is set to four times the number of turns of the power coil, the voltage of the control coil increases from 6000 rpm to 2600 V, making it very difficult to use for general transistors such as IGBTs and FETs. As a result, expensive transistors have to be used for the controller and such a high voltage transistor is provided, and the cost of the controller is also greatly increased (a transistor value capable of withstanding a high voltage of 2600 V is 100 times higher than a general transistor). high).

본 발명은 시스템을 단순화시키기 위하여 전력 코일, 전력 코일측의 솔레노이드 코일, 제어측의 솔레노이드 코일, 및 스위치를 직렬로 연결하면서, 제어 전류량을 감소시키는데 있어서 전력 코일의 권선수를 증가시키지 않고 전력 코일 라인의 인덕턴스를 증가시켜서 발전기의 저속 및 고속 회전에서 미리 설정된 전압으로 제어기를 제어할 수 있는 것을 목적으로 한다.The present invention connects a power coil, a solenoid coil on the power coil side, a solenoid coil on the control side, and a switch in series to simplify the system, while reducing the amount of control current in the power coil line in reducing the amount of control current. The purpose is to increase the inductance of the controller to control the controller to a predetermined voltage at low and high speed rotation of the generator.

과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기는 하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 회전자 샤프트;In order to achieve the object, the controller of the permanent magnet generator according to the present invention includes a rotor shaft rotatably supported by the housing;

상기 회전자 샤프트에 고정되며, 복수의 영구 자석 부재가 그 외주측에 장착되는 회전자; 및A rotor fixed to the rotor shaft and having a plurality of permanent magnet members mounted on an outer circumferential side thereof; And

상기 회전자의 외측에 배치되며 권선 코일이 감겨진 고정자를 포함하고,A stator disposed outside the rotor and wound with a winding coil,

회전자의 자속과 연결되지 않는 위치에 배치되는 전력 코일에 대한 고정자의 권선 코일, 전력 코일측의 솔레노이드 코일, 및 제어측의 솔레노이드 코일은 직렬로 연결되고, 전력 코일측의 솔레노이드 코일과 제어측의 솔레노이드 코일 사이에 적어도 전력 단자가 제공되고, 상기 전력 코일에서 발전된 전류량의 일부를 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르게 하기 위한 스위치가 제공되어 상기 스위치의 ON/OFF를 제어하여 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 제어하고, 이에 따라 상기 제공된 전력 코일에 의해 발전 전압을 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 전압으로 발전 전압이 제어된다.The winding coil of the stator for the power coil disposed at a position not connected to the magnetic flux of the rotor, the solenoid coil on the power coil side, and the solenoid coil on the control side are connected in series, and the solenoid coil on the power coil side and the control side At least a power terminal is provided between the solenoid coils, and a switch is provided for flowing a part of the amount of current generated in the power coils to the solenoid coil on the control side to control ON / OFF of the switch to the solenoid coil on the control side. The amount of current that flows is controlled, whereby the generated voltage is controlled to a preset voltage in response to a detection signal from a sensor for detecting the generated voltage by the provided power coil.

여기서, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 전력 코일의 단부에는 3상 AC 발전기의 다른 위상 코일이 스타 결선에 의해 연결되고, 상기 제어측의 솔레노이드 코일의 단부에는 스타 결선에 의해 다른 위상 코일이 연결되는 것이 바람직하다.Here, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, another phase coil of the three-phase AC generator is connected to the end of the power coil by a star connection, and another phase by a star connection to the end of the solenoid coil on the control side. It is preferred that the coil is connected.

또한, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 제어기는 스위치의 ON/OFF를 제어하여 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 듀티 제어에 의해 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 규제하고, 이에 따라 상기 제공된 전력 코일에 의해 발전 전압을 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 전압으로 발전 전압이 제어되고, 더 나아가 상기 발전 전압을 검출하는 센서에 의해 감지된 발전 전압이 미리 설정된 전압보다 높은 경우에 상기 전류량은 제어기에 의해 증가되고, 상기 발전 전압이 미리 설정된 전압보다 낮은 경우에 상기 전류량은 제어기에 의해 감소되는 것이 바람직하다.Further, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, the controller controls the ON / OFF of the switch to the amount of current flowing to the solenoid coil of the control side by the duty control for controlling the amount of current flowing to the solenoid coil of the control side Regulates power generation, and accordingly the power generation voltage is controlled to a preset voltage in response to the detection signal from the sensor for detecting the power generation voltage by the provided power coil, and furthermore, the power generation detected by the sensor detecting the power generation voltage. Preferably, the current amount is increased by the controller when the voltage is higher than the preset voltage, and the current amount is decreased by the controller when the generated voltage is lower than the preset voltage.

그리고, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 3상 발전기의 중성점에 대한 복수의 단자는 상기 전력 코일의 단부 및 중간 부분에 제공되어 상기 중성점이 변경될 수 있고, 복수의 중성 스위치가 제공되어 상기 중성점으로 흐르는 발전된 전류량을 위하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF를 제어하고, 더 나아가 상기 제어기는 미리 설정된 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF를 제어하는 것이 바람직하다.And, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, a plurality of terminals for the neutral point of the three-phase generator is provided at the end and the middle portion of the power coil so that the neutral point can be changed, a plurality of neutral switches are provided The ON / OFF control of the neutral switch is controlled for the amount of generated current flowing to the neutral point, and the controller further controls the ON / OFF of the neutral switch in response to a detection signal from a sensor for detecting a preset rotor speed. It is desirable to.

또한, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 제어기는 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 높은 경우, 높은 회전자 속도에서 발전 전압이 더 높아지는 것을 방지하기 위하여, 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에서 ON되며, 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 큰 권선수의 권선 코일측에서 OFF되는 것이 바람직하다.Further, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, the controller performs control in response to a detection signal from a sensor for detecting the rotor speed, whereby the rotational speed of the rotor is higher than the preset speed. In this case, at a high rotor speed, the neutral switch of the power coil is turned on at the winding coil side of the small number of turns, and the neutral switch of the power coil is turned on of the winding coil side of the number of turns It is preferable to turn OFF.

그리고, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 제어기는 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 낮은 경우, 상기 전력 코일의 중성 스위치는 가장 큰 권선수의 권선 코일측에서 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에서 OFF되고, 그 결과 상기 제어기는 발전 전압과 전력을 상기 회전자의 극히 낮은 속도에서 증가되게 하는 것이 바람직하다.In the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, the controller performs control in response to a detection signal from a sensor for detecting the rotor speed, whereby the rotation speed of the rotor is lower than a preset speed. In this case, the neutral switch of the power coil is turned on at the winding coil side of the largest number of turns and at the same time the neutral switch of the power coil is turned off at the winding coil side of the small number of turns, so that the controller returns the generated voltage and power. It is desirable to allow the rotor to increase at extremely low speeds.

또한, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 제어기가 전력 코일에서의 비정상적인 현상 또는 상기 전력 코일의 전류 누설 및 회전자 회전 속도의 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 회전자 회전 속도에서 비정상적인 높은 속도를 검출하는 경우, 상기 제어기는 모든 중성 스위치가 OFF되도록 제어를 수행하는 것이 바람직하다.Further, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, the controller is abnormal at the rotor rotational speed in response to an abnormal phenomenon in the power coil or a detection signal from a sensor of current leakage and rotor rotational speed of the power coil. In the case of detecting a high speed, the controller preferably performs control so that all neutral switches are turned off.

또한, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 전력 단자에서 3상 교류는 복수의 전력 단자가 연결된 복수의 트랜스-단자를 통해 변압기로 유도되어 상기 전류는 작은 전압으로 변환되고, 더 나아가 상기 작은 전압으로 변환된 전류량은 작은 전압의 정류기에 의해 AC 전류로부터 DC 전류로 변화되고, 상기 작은 전압의 정류기에서 DC 단자에는 전력 전류량의 전압과 상이한 전압을 갖는 축전지가 연결되는 것이 바람직하다.In addition, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, the three-phase alternating current in the power terminal is induced into the transformer through a plurality of trans-terminals connected to a plurality of power terminals so that the current is converted into a small voltage, and further the The amount of current converted into a small voltage is changed from an AC current to a DC current by a small voltage rectifier, and in the small voltage rectifier, a battery having a voltage different from that of the power current amount is preferably connected to the DC terminal.

또한, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 전력 라인 스위치에는 전력 라인측의 정류기의 단부가 연결된 DC 전력 단자가 제공되고, 전기 모터 축전지의 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 스위치에는 상기 전력 라인 스위치의 제어기 스위기가 제공되고, 상기 전기 모터 구동을 위한 스위치는 전력 상태에 응답하여 상기 제어기로부터의 명령에 의해 ON/OFF 스위칭을 제어하는 것이 바람직하다.Further, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, the power line switch is provided with a DC power terminal connected to the end of the rectifier on the power line side, the switch for driving the electric motor connected to the terminal of the electric motor storage battery is the power A controller switch of a line switch is provided, and the switch for driving the electric motor preferably controls ON / OFF switching by a command from the controller in response to a power condition.

그리고, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 전력 코일과 전력 코일측의 솔레노이드 코일 사이의 전력 라인이 연결된 복수의 전력 공급 단자는 상기 복수의 전력 공급 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 복수의 전력 공급 스위치와 연결되고, 상기 전력 공급 스위치의 타단은 제어기를 통해 전력측의 축전지와 연결되고, 더 나아가 상기 제어기는 축전지로부터 전력 코일로 전류량을 공급하여 상기 발전기가 전력 공급 스위치의 제어된 ON/OFF 및 전류량 동기 위상 타이밍에 의해 전기 모터를 위해 구동되는 것이 바람직하다.And, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, a plurality of power supply terminals connected to the power line between the power coil and the solenoid coil of the power coil side is a plurality of electric motor drive for connecting the plurality of power supply terminals Connected to a power supply switch, the other end of the power supply switch is connected to a battery on the power side through a controller, and furthermore, the controller supplies a current amount from the battery to the power coil so that the generator is controlled ON / OFF of the power supply switch. It is preferred to be driven for the electric motor by OFF and amperage synchronous phase timing.

또한, 본 발명에 따른 영구 자석 발전기의 제어기에서, 상기 전력 코일과 전력 코일측의 솔레노이드 코일 사이의 전력 라인이 연결된 복수의 전력 공급 단자는 상기 복수의 전력 공급 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 복수의 전력 공급 스위치와 연결되고, 상기 전력 공급 스위치의 타단은 제어기를 통해 전력측의 축전지와 연결되고, 더 나아가 상기 제어기는 축전지로부터 전력 코일로 전류량을 공급하여 상기 발전기가 전력 공급 스위치의 제어된 ON/OFF 및 전류량 동기 위상 타이밍에 의해 전기 모터를 위해 구동되고, 상기 제어기는 회전자 회전 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작은 경우에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 큰 권선수의 권선 코일측에서 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에서 OFF되고, 상기 회전자의 회전 속도가 회전자 속도 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 속도보다 크도록 상기 제어기가 스위치의 ON/OFF를 제어하는 경우, 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에서 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 큰 권선수의 전력 코일측에서 OFF되고 동시에 상기 제어기는 전자 모터 스위치의 ON/OFF 제어를 수행하는 것이 바람직하다.Further, in the controller of the permanent magnet generator according to the present invention, a plurality of power supply terminals connected to the power line between the power coil and the solenoid coil on the power coil side is a plurality of power for driving the electric motor connected to the plurality of power supply terminals. Connected to a power supply switch, the other end of the power supply switch is connected to a battery on the power side through a controller, and furthermore, the controller supplies a current amount from the battery to the power coil so that the generator is controlled ON / OFF of the power supply switch. Driven for the electric motor by OFF and amperage synchronous phase timing, the controller performs ON / OFF control of the neutral switch in response to a detection signal from a sensor for detecting rotor rotational speed, and accordingly The neutral coil of the power coil when the rotational speed of the electron is smaller than the preset speed The position is turned on at the winding coil side of the large number of turns, and at the same time the neutral switch of the power coil is turned off at the winding coil side of the number of turns, and the rotational speed of the rotor is in advance in response to a detection signal from the rotor speed sensor. When the controller controls the ON / OFF of the switch to be greater than the set speed, the neutral switch of the power coil is turned on at the winding coil side of the small number of turns and at the same time the neutral switch of the power coil is turned on the power coil side of the large number of turns At the same time it is preferable that the controller performs ON / OFF control of the electronic motor switch.

발전기의 고정자에 감겨진 전력 코일이 구성된 영구 자석 발전기의 제어기에서, 회전자의 자속과 연결되지 않는 위치에 배치되는 큰 권선수를 갖는 전력측의 솔레노이드 코일 및 작은 권선수를 갖는 제어측의 솔레노이드 코일은 직결로 연결된다. 상기 전력 코일과 전력측의 솔레노이드 코일은 전력측 코일에 대해 제공되며 상기 제어측의 솔레노이드 코일은 제어측에 대해 제공되고, 더 나아가 이러한 코일은 직렬로 연결되어 상기 제어 코일의 상호 인덕턴스 영향에 의해 전압을 크게 감소시키는 특성으로 사용되어 상기 제어 코일로 흐르는 전류를 감소시킨다. 그 결과, 상기 전력 코일의 권선수는 증가하지 않고 상기 코일에서 인덕턴스의 총 양은 제어 전류를 감소시키며 상기 전력 코일에서 일정한 전압을 유지하기 위하여 증가된다.In the controller of a permanent magnet generator having a power coil wound around the stator of the generator, a solenoid coil on the power side having a large number of turns and a solenoid coil on the control side having a small number of turns are arranged in a position not connected to the magnetic flux of the rotor. Are connected directly. The power coil and the solenoid coil of the power side are provided for the power side coil and the solenoid coil of the control side is provided for the control side, and furthermore, these coils are connected in series so that the voltage due to mutual inductance effect of the control coil It is used as a property to greatly reduce the current flowing to the control coil. As a result, the number of turns of the power coil does not increase and the total amount of inductance in the coil is increased to reduce the control current and to maintain a constant voltage in the power coil.

본 발명에서, 발전기의 회전 속도가 증가할수록 상기 발전기의 전력 전압이 증가하지만, 상기 전류량이 증가할수록 전압 변화는 작아지며 0V에서 전류는 하나의 전류로 수렴되고, 이 현상은 발전기의 하향 특성(downward character)이라 불리운다. 상기 전력 코일에 제어 코일을 부가하는 경우, 상기 수렴된 전류는 도 2에 도시된 특성과 같이 매우 작은 값으로 감소된다. 상기 전력 코일의 전압이 높은 속도에서 높아지며 상기 제어기가 제어 코일로 소전류를 흐르게 하는 경우, 상기 전력 코일의 단자의 전압은 역 기전력의 현상으로 이용되는 작은 값으로 감소되고, 즉 상기 제어기는 스위치의 ON/OFF를 제어하여 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 제어하고, 이에 따라 발전 전압이 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 전압으로 제어된다. 이러한 시스템은 전압의 변동을 제어하여 미리 설정된 안정된 전압으로 유지할 수 있다.In the present invention, as the rotational speed of the generator increases, the power voltage of the generator increases, but as the amount of current increases, the voltage change becomes smaller and the current converges to one current at 0V, which is a downward characteristic of the generator. is called a character). When adding a control coil to the power coil, the converged current is reduced to a very small value as shown in FIG. 2. When the voltage of the power coil is increased at high speed and the controller causes a small current to flow to the control coil, the voltage of the terminal of the power coil is reduced to a small value used as a phenomenon of back EMF, that is, the controller The ON / OFF is controlled to control the amount of current flowing to the solenoid coil on the control side, whereby the generated voltage is controlled to a preset voltage in response to a detection signal from the sensor. Such a system can control the fluctuation of the voltage to maintain a predetermined stable voltage.

상기 발전 전류가 증가하는 경우에 상기 권선 코일의 전압이 감소되고, 상기 코일의 권선수가 증가함에 따라 하향 전압비는 도 2에 도시된 바와 같이 크게 된다. 여러 일본 특허 문헌에서 두 종류의 코일이 병렬로 설치되고, 큰 권선수를 갖는 코일로 전류를 흐르게 하여 상기 전력 코일 전압을 제어하려하지만, 제어 코일의 권선수가 매우 큰 경우에도 자기력을 감소시키기 위하여 큰 전류량이 필요하고, 기술로 이어질 수 없다. 그러나, 본 발명에서와 같이 코일에 역 기전력을 생성하기 위하여 전력 코일에 대한 코일의 작은 권선수에 제어 코일에 대한 큰 권선수가 직렬로 연결되는 경우, 상기 제어 코일로 흐르는 전류로 인하여 상기 전력 코일 전압을 제어할 수 있고, 이는 상기 발전기에서 권선 코일의 전압이 권선수에 비례하며 전력 코일 전압이 제어 코일의 전압을 직접적으로 변화시키기 때문이다.When the power generation current is increased, the voltage of the winding coil is decreased, and as the number of turns of the coil is increased, the downward voltage ratio is increased as shown in FIG. 2. In several Japanese patent documents, two types of coils are installed in parallel and attempt to control the electric power coil voltage by flowing a current through a coil having a large number of turns, but a large amount of coils to reduce the magnetic force even when the number of turns of the control coil is very large. The amount of current is needed and cannot lead to technology. However, when the large number of turns for the control coil is connected in series to the small number of turns of the coil for the power coil to generate the counter electromotive force in the coil as in the present invention, the power coil voltage is due to the current flowing to the control coil. This is because the voltage of the winding coil in the generator is proportional to the number of turns and the power coil voltage directly changes the voltage of the control coil.

다시 말해서, N1을 전력 코일의 솔레노이드 코일의 권선수로 하고 N2를 제어측의 솔레노이드 코일의 권선수로 하는 경우, 상기 전력 코일측의 솔레노이드 코일의 인덕턴스 L1 = μㆍAㆍN12ㆍ/l이고, 상기 제어측의 솔레노이드 코일의 인덕턴스 L2 = μㆍAㆍN22ㆍ/l이지만, 양 솔레노이드 코일을 직렬로 연결하는 경우, 연결된 양 코일의 인덕턴스 L3 = μㆍAㆍ(N1+N2)2ㆍ/l이고, L3의 값은 L1 값의 2배 이상이다. 그러므로, 상기 전압이 직렬로 연결된 솔레노이드 코일에 로딩되는 경우, 전압과 전류는 다음 식으로 표현된다. E = Iㆍ2πㆍfㆍL3/1000. 전력측의 솔레노이드 코일에 같은 전압이 로딩된 전류에 비해, 양 코일로 흐르는 전류는 1/2~1/5로 감소된다. 식에서 사용된 표시 l은 솔레노이드 코일 코어의 자기 길이이고, A는 솔레노이드 코일 코어의 면적이고, μ는 솔레노이드 코일 코어의 투자율이다.In other words, when N1 is the number of turns of the solenoid coil of the power coil and N2 is the number of turns of the solenoid coil of the control side, the inductance L 1 = μ · A · N1 2 · / l of the solenoid coil on the power coil side And the inductance L 2 = μ · A · N2 2 · / l of the solenoid coil on the control side, but when both solenoid coils are connected in series, the inductance L 3 = μ · A · (N1 + N2) ) 2 / l, and the value of L 3 is more than twice the value of L 1 . Therefore, when the voltage is loaded into the solenoid coil connected in series, the voltage and the current are expressed by the following equation. E = I and 2π and f and L 3/1000. Compared to the current loaded with the same voltage on the solenoid coil on the power side, the current flowing to both coils is reduced to 1/2 to 1/5. The mark l used in the equation is the magnetic length of the solenoid coil core, A is the area of the solenoid coil core, and μ is the permeability of the solenoid coil core.

상기 전압은 전력 코일의 권선수의 증가에 비례하도록 증가되고, 상기 전압은 전력 코일의 임피던스와 흐르는 전류를 곱한 값 및 전력 코일측의 솔레노이드 코일의 임피던스와 흐르는 전류를 곱한 값에 의해 감소된다. 그러므로, 상기 제어기가 제어측의 솔레노이드 코일로 전류량을 흐르게 하는 경우, 상기 전력 코일 단자에서의 전압은 감소하며 상기 전력 코일 단자의 전압은 미리 설정된 전압으로 발전 전압이 제어되도록 상기 스위치의 ON/OFF를 제어함으로써 제어되고, 상기 스위치는 전력 코일의 솔레노이드 코일과 상기 제어 코일의 솔레노이드 사이에 제공된다.The voltage is increased in proportion to the increase in the number of turns of the power coil, and the voltage is decreased by the product of the impedance of the power coil and the current flowing and the product of the impedance and the current of the solenoid coil on the power coil side. Therefore, when the controller causes the amount of current to flow to the solenoid coil on the control side, the voltage at the power coil terminal is decreased and the voltage at the power coil terminal is turned on / off of the switch so that the generated voltage is controlled to a preset voltage. Controlled by controlling, the switch is provided between the solenoid coil of the power coil and the solenoid of the control coil.

전압을 계산하기 위한 식은 다음과 같다.The formula for calculating the voltage is as follows.

(1) 기전력의 전압(1) voltage of electromotive force

E0 = 4.44ㆍφㆍfㆍWs (1)E 0 = 4.44.φ.f.Ws (1)

(2) 전력 코일의 단자에서의 전압(2) the voltage at the terminals of the power coil

E = E0-E1-E2 = E0 - I1ㆍ(R1 2 + (2πㆍfㆍL11/1000)2)1/2 E = E 0 -E1-E2 = E 0 - I 1 and (R 1 2 + (2π f and and L 11/1000) 2) 1/2

- I2ㆍ(R2 2 + (2πㆍfㆍL31/1000)2)1/2 (2)- and I 2 (R 2 2 + (2π f and and L 31/1000) 2) 1/2 (2)

(3) 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류(3) Current flowing through solenoid coil on control side

I2 = {E0 - I1ㆍ(R1 2 + (2πㆍfㆍL11/1000)2)1/2}/(R2 2 + (2πㆍfㆍL31/1000)2)1/2 I 2 = {E 0 - I 1 and (R 1 2 + (2π f and and L 11/1000) 2) 1/2 } / (R 2 2 + (2π f and and L 31/1000) 2) 1 /2

식에서 사용된 표시는 다음과 같다.The notation used in the equation is as follows.

E0 : 기전력의 전압E 0 : voltage of electromotive force

E : 전력 코일의 단자 전압E: terminal voltage of the power coil

E1 : 전류 I1이 전력 코일로 흐르는 경우의 감소 전압E1: Decrease voltage when current I 1 flows to the power coil

E2 : 전류 I2가 전력 코일 + 전력 코일측의 솔레노이드 코일 및 제어측으로 흐르는 경우의 감소 전압E2: Decrease voltage when current I 2 flows to the power coil + solenoid coil on the power coil side and the control side

φ : 자기력φ: magnetic force

f : 전압을 발생시키는 주파수f: frequency generating voltage

Ws : 전력 코일의 권선수Ws: number of turns of power coil

I1 : 전력 코일의 전류I 1 : current of power coil

I2 : 솔레노이드 코일 및 전력 코일로 흐르는 전류I 2 : current flowing to solenoid coil and power coil

R1 : 전력 코일과 전력측 솔레노이드 코일 합의 저항값R 1 : Resistance value of the sum of the power coil and the solenoid coil of the power side

R2 : 전력 코일과 양 솔레노이드 코일 합의 저항값R 2 : Resistance value of the sum of the power coil and both solenoid coils

L11 : 전력 코일과 전력측 솔레노이드 코일 합의 인덕턴스L 11 : Inductance of power coil and power side solenoid coil

L31 : 전력 코일과 솔레노이드 코일의 상호 인덕턴스 합의 인덕턴스L 31 : Mutual inductance agreement inductance of power coil and solenoid coil

여기서, 전력 코일의 권선수를 증가시킬수록 0V에서 발생하는 전류는 작아지지만, 전력 코일의 권선수를 증가시킬수록 발전 전압은 크게 증가한다. 발전에 있어서 낮은 전압이 유지되어야 하므로 0V에서 발생되는 전류는 작은 것이 바람직하다. 계산 (1) 및 (2)에 따르면, 인덕턴스 L1, L2, L3 및 L11을 크게 증가시키는 경우, 제어하는 전류량은 작게 감소될 수 있다. 그러므로, 상기 고정자의 외측에 제공된 솔레노이드 코일을 부가하는 것은 매우 효과적이다. 그러나, L11의 인덕턴스가 너무 커지는 경우, 상기 전력 전압은 크게 감소된다. 이 경우, 상기 솔레노이드 코일의 상호 인덕턴스의 영향은 매우 유용하다.Here, as the number of turns of the power coil increases, the current generated at 0 V decreases, but as the number of turns of the power coil increases, the power generation voltage increases significantly. It is desirable that the current generated at 0V is small because low voltage must be maintained in power generation. According to the calculations (1) and (2), when the inductance L 1 , L 2 , L 3 and L 11 are greatly increased, the amount of current to control can be reduced small. Therefore, it is very effective to add a solenoid coil provided on the outside of the stator. However, if the inductance of L 11 becomes too large, the power voltage is greatly reduced. In this case, the influence of the mutual inductance of the solenoid coil is very useful.

상기 전력 단자의 전압은 0V로 감소되는 경우에 상기 제어측에서 중성점의 전압 및 기전력의 전압으로부터 상기 전류량과 인덕턴스 L11의 곱을 제함으로써 상기 전력 단자와 솔레노이드 코일에서의 전압이 계산된다. 상기 전력 코일의 권선수가 크게 증가함에 따라 기전력의 전압이 크게 증가하여, 자속의 영향이 없는 큰 인덕턴스를 갖는 솔레노이드 코일이 상기 전력 단자에서 전압을 감소시키는데 필요하다.When the voltage of the power terminal is reduced to 0V, the voltage at the power terminal and the solenoid coil is calculated by subtracting the product of the inductance L 11 from the voltage of the neutral point and the voltage of the electromotive force at the control side. As the number of turns of the power coil increases greatly, the voltage of the electromotive force increases greatly, so that a solenoid coil having a large inductance without the influence of magnetic flux is required to reduce the voltage at the power terminal.

또한, 전류량의 흐름점을 변경할 수 있도록 상기 중성 스위치는 도중에서 단자 및 전력 코일에서 권선 코일의 시작부와 연결되고, 상기 제어기는 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작은 경우에 상기 전력 코일의 중성 스위치가 상기 큰 권선수의 권선 코일측에서 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치가 작은 권선수의 권선 코일측에서 OFF되고, 그 결과, 상기 제어기는 발전 전압과 전력을 상기 회전자의 극히 낮은 속도에서 증가되게 한다. 그 결과, 상기 발전기의 속도가 너무 크게 증가하는 경우에도 기전력에서 적절한 전압으로 제어되는 발전기를 얻을 수 있다.In addition, the neutral switch is connected to the start of the winding coil at the terminal and the power coil on the way so that the flow point of the amount of current can be changed, and the controller performs control in response to a detection signal from a sensor for detecting the rotor speed. Whereby the neutral switch of the power coil is turned on at the winding coil side of the larger number of turns when the rotational speed of the rotor is smaller than the preset speed, and at the same time the neutral switch of the power coil is winding of the number of turns OFF at the coil side, as a result, the controller causes the generated voltage and power to be increased at the extremely low speed of the rotor. As a result, it is possible to obtain a generator which is controlled to an appropriate voltage in electromotive force even when the speed of the generator increases too much.

본 발명의 또 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 예시적인 실시예로부터 명확해질 것이다.Further features of the present invention will become apparent from the following exemplary embodiments with reference to the attached drawings.

본 발명에 따르면, 시스템을 단순화시키기 위하여 전력 코일, 전력 코일측의 솔레노이드 코일, 제어측의 솔레노이드 코일, 및 스위치를 직렬로 연결하면서, 제어 전류량을 감소시키는데 있어서 전력 코일의 권선수를 증가시키지 않고 전력 코일 라인의 인덕턴스를 증가시켜서 발전기의 저속 및 고속 회전에서 미리 설정된 전압으로 제어기를 제어할 수 있다.According to the present invention, in order to simplify the system, the power coil, the solenoid coil on the power coil side, the solenoid coil on the control side, and the switch are connected in series, and the power is increased without increasing the number of turns of the power coil in reducing the amount of control current. By increasing the inductance of the coil line, the controller can be controlled to a preset voltage at low and high speed rotation of the generator.

도 1은 본 발명에 따른 제어기를 구비한 발전기의 구조를 나타낸 도면으로서, (A)는 정면도이고 (B)는 측면도이다.
도 2는 전력 코일의 발전기에서의 전압 및 전류의 특성을 나타낸 그래프로서, 솔레노이드 코일이 부가된 전력 코일이 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 관점에 있어서 발전기 및 제어기에서 회로 연결의 예를 설명하기 위한 배선도이다.
도 4는 도 3에 도시된 발전기에 대해 작동되도록 나타낸 제어기의 플로우차트이다.
도 5는 도 3에 도시된 제어 회로에 대해 작동되도록 솔레노이드 코일의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 관점에 있어서 모터 구동을 위해 사용되는 발전기 및 제어기에서 회로 연결의 예를 설명하기 위한 배선도이다.1 is a view showing the structure of a generator having a controller according to the present invention, where (A) is a front view and (B) is a side view.
Figure 2 is a graph showing the characteristics of the voltage and current in the generator of the power coil, a power coil to which a solenoid coil is added is shown.
3 is a wiring diagram illustrating an example of a circuit connection in a generator and a controller in one aspect of the present invention.
4 is a flowchart of the controller shown to be operated for the generator shown in FIG.
FIG. 5 shows the structure of a solenoid coil to operate with respect to the control circuit shown in FIG.
6 is a wiring diagram illustrating an example of a circuit connection in a generator and a controller used for driving a motor in one aspect of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력 코일의 권선 코일에 의해 전압으로 제어되는 발전기에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a generator controlled entirely by the winding coil of the power coil according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 권선 코일에 의해 전압으로 제어되는 영구 자석 발전기는 하우징(3, 5)으로 양분된 한 쌍의 하우징인 고정자 하우징(34), 축방향으로 대향되는 한 쌍의 볼 베어링(4)에 의해 상기 하우징(3, 5)에서 회전을 위해 지지되는 회전자 샤프트(1), 한 쌍의 영구 자석편보다 많은 영구 자석편이 회전자 샤프트(1) 주위를 둘러싸게 배치되는 다수 극성의 영구 자석 부재(7)의 회전자(35), 및 상기 회전자(35)의 외주연에 배치되는 고정자(2)로 구성된다. 상기 고정자(2)는 고정자 코어(36)에 의해 구성되고, 상기 고정자 코어(36)에 배치된 전자기 코일(8)에 의해 감겨진다. 도 1에 미도시된 풀리와 같은 구동 장비는 회전자 샤프트(1)의 단부에 고정된다. 상기 회전자 샤프트(1)는 회전자 샤프트(1)에 배치된 투자성 부재(magnetic permeable member)(37)로 구성되고, 하나의 영구 자석편보다 많은 영구 자석 부재(7)는 축방향으로 연장된다. 또한, 상기 영구 자석 부재(7)의 외주연에 제1 보강 부재(40)가 제공되어 상기 영구 자석 부재(7)가 높은 원심력에 의해 회전자(35)에서 떨어지지 않도록 유지시키고, 상기 보강 부재(40)는 수지로 이루어진 고인장 섬유로 구성된다. 상기 회전자(35)는 축방향으로 대향되는 배킹 플레이트(backing plate)(38)와 플랜지 사이에 클램핑되어 조임 도구와 같은 너트에 의해 일체형으로 고정된다. 상기 발전기에 있어서, 정류기(15, 21)와 솔레노이드 코일이 프런트 하우징(3)의 외측에 설치된다. 상기 솔레노이드 코일은 고정자의 외측에 위치되고, 이는 상기 솔레노이드 코일이 회전자의 자속과 연결되지 않는 위치에 배치되는 것을 의미한다. 이때, 배치된 위치는 제한이 없다, 예를 들어 상기 위치가 회전자의 자속과 연결되지 않는 한, 상기 하우징이나 모터 케이싱에 상기 솔레노이드 코일을 배치시킬 수 있다. 고정자 코일(8)은 빗살부(teeth of comb) 사이에 박혀진 고정자 코어(36)의 슬롯에 감겨지고, 수지와 같은 비자성 재료가 고정자 코일(8)에 고정되도록 상기 슬롯의 갭에 삽입된다.As shown in FIG. 1, a permanent magnet generator controlled by voltage by a winding coil comprises a stator housing 34, a pair of housings divided into housings 3, 5, a pair of axially opposed ball bearings. Rotor shaft 1 supported for rotation in the housings 3 and 5 by means of (4), multiple polarities in which more permanent magnet pieces are arranged around the rotor shaft 1 than a pair of permanent magnet pieces A rotor 35 of the permanent magnet member 7 and a stator 2 disposed on an outer circumference of the rotor 35. The stator 2 is constituted by a stator core 36 and is wound by an electromagnetic coil 8 disposed in the stator core 36. Drive equipment, such as a pulley not shown in FIG. 1, is fixed to the end of the rotor shaft 1. The rotor shaft 1 consists of a magnetic permeable member 37 disposed on the rotor shaft 1, with more than one permanent magnet piece extending in the axial direction. do. In addition, a first reinforcing member 40 is provided on the outer circumference of the permanent magnet member 7 so as to keep the permanent magnet member 7 from falling off the rotor 35 by a high centrifugal force. 40) consists of a high tensile fiber made of resin. The rotor 35 is clamped between the axially opposed backing plate 38 and the flange and is integrally fixed by a nut such as a tightening tool. In the generator, rectifiers 15 and 21 and solenoid coils are provided outside the front housing 3. The solenoid coil is located outside the stator, which means that the solenoid coil is placed in a position not connected to the magnetic flux of the rotor. At this time, the disposed position is not limited, for example, the solenoid coil may be disposed in the housing or the motor casing as long as the position is not connected to the magnetic flux of the rotor. The stator coil 8 is wound in a slot of the stator core 36 embedded between the teeth of comb and inserted into the gap of the slot so that a nonmagnetic material such as resin is fixed to the stator coil 8. .

본 명세서에 있어서, 전력 코일(10)이 포함되고, 고정자 코일을 구성하는 전력 코일에서의 전력 코일(11)이 도 3에 도시되어 있고, 상기 전력 코일측의 권선 코일은 전력 코일 및 전력측의 솔레노이드 코일(141)에 의해 구성된다. 반면에, 제어측의 권선 코일은 솔레노이드 코일(142)에 의해 구성된다. 권선 코일의 시스템은 이른바 전력측의 권선 코일 및 제어측의 권선 코일에 의해 구성된다. 도 3에 나타낸 마크(143)는 제어 코일측에서 솔레노이드 코일(142)의 중성점(neutral point)이다.In the present specification, a power coil 10 is included, and the power coil 11 in the power coil constituting the stator coil is shown in FIG. 3, and the winding coil on the power coil side is a power coil and a power side. It is comprised by the solenoid coil 141. On the other hand, the winding coil on the control side is constituted by the solenoid coil 142. The system of winding coils is constituted by a so-called winding coil on the power side and a winding coil on the control side. The mark 143 shown in FIG. 3 is a neutral point of the solenoid coil 142 at the control coil side.

이하, 첨부된 도 3을 참조하여 실험에서 실시되어 본 발명에 의해 생성된 제어기의 일례를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 3 will be described an example of the controller carried out in the experiment produced by the present invention.

전력 코일(10, 11)로 구성된 고정자 코일(8)은, 예를 들어 고정자 코어(36)의 슬롯에서 감겨지고, 전력 코일(10), 전력 코일(11), 및 솔레노이드 코일(141)은 본 발명을 수행하는 일례인 솔레노이드 코일(142) 및 제어 스위치(12)와 직렬로 연결되고, 코일 라인은 기점으로서 중성점(391)과도 연결되는 스타 결선과 같은 3상으로 연결된다. 상기 중성 스위치(391)는 전력 코일의 시작부와 연결되고, 더 많은 하나의 중성 스위치(392)는 상기 전력 코일(10)과 전력 코일(11) 사이의 전력 코일로부터 인출된 복수의 단자와 연결된다. 정류기(15) 및 부하(17)를 와이어(41)가 직렬로 연결한 후에 정류기의 단자와 전력 스위치(53)가 연결된다. 축전지(54)를 부하(17)와 병렬로 연결시킬 수 있다. 상기 와이어(41)가 서로를 연결하는 3개의 단자는 정류기(15)와 3상으로 연결되고, 상기 정류기(15)에서 생성된 DC 전력은 단상을 위해 부하(17)로 송부된다. 전압과 부하의 센서(16)는 부하(17)와 함께 병렬로 위치되고, 영구 자석 부재(7)에 의해 생성된 극성의 위치와 속도에 대한 센서(28)는 회전자(35) 근처에 배치된다. 한편, 상기 전압과 부하 센서(16) 및 상기 속도와 위치 센서(28)로부터 전송된 신호는 제어기(18)에 입력되고, 이후 상기 제어기(18)는 전압을 일정하게 제어하도록 제어 스위치(12), 중성 스위치(391, 392), 및 전력 스위치(53)로 개폐 신호를 전송한다. 상기 중성 스위치(391, 392)의 ON/OFF 스위치에 의해 전력 코일의 권선수가 변화된다.The stator coil 8 composed of the power coils 10, 11 is wound in a slot of the stator core 36, for example, and the power coil 10, the power coil 11, and the solenoid coil 141 are shown. An example of carrying out the invention is connected in series with the solenoid coil 142 and the control switch 12, the coil line is connected in three phases, such as a star connection also connected to the neutral point 391 as a starting point. The neutral switch 391 is connected to the beginning of the power coil, and one more neutral switch 392 is connected to a plurality of terminals drawn from the power coil between the power coil 10 and the power coil 11 do. After the wires 41 are connected in series with the rectifier 15 and the load 17, the terminal of the rectifier and the power switch 53 are connected. The storage battery 54 can be connected in parallel with the load 17. The three terminals to which the wires 41 connect to each other are connected in three phases with the rectifier 15, and the DC power generated in the rectifier 15 is sent to the load 17 for single phase. The sensor 16 of voltage and load is located in parallel with the load 17, and the sensor 28 for the position and speed of the polarity generated by the permanent magnet member 7 is placed near the rotor 35. do. On the other hand, the signal transmitted from the voltage and load sensor 16 and the speed and position sensor 28 is input to the controller 18, after which the controller 18 controls the voltage constantly to control the switch 12 , The neutral switch 391, 392, and the power switch 53 transmits an open / close signal. The number of turns of the power coil is changed by the ON / OFF switches of the neutral switches 391 and 392.

전력 전압과 상이한 전압을 얻기 위하여, 복수의 단자(51)는 전력 와이어(41)와 연결되고, 상기 단자는 전압을 변화시키기 위하여 변압기(45)의 와이어(42)와 연결되고, 상기 변압기(45)에 상이한 권선수를 갖는 와이어(43)가 감겨지고, 더 나아가 상기 와이어(43)는 상이한 전압을 얻기 위하여 정류기(21)와 연결되고, DC 전압을 축전지(25)로 송부하기 위하여 전류가 변화된다. 상기 축전지(25) 및 정류기(21)와 연결된 와이어에 스위치(52)가 제공된다.In order to obtain a voltage different from the power voltage, a plurality of terminals 51 are connected with the power wire 41, which is connected with the wire 42 of the transformer 45 to change the voltage, and the transformer 45 Is wound around the wire 43 having a different number of turns, and furthermore, the wire 43 is connected with the rectifier 21 to obtain a different voltage, and the current changes to send a DC voltage to the storage battery 25. do. A switch 52 is provided on a wire connected to the storage battery 25 and the rectifier 21.

또한, 고전압에 대한 저항을 향상시키기 때문에 단자 와이어(41)의 접속점과 솔레노이드 코일(142) 사이에 상기 제어 스위치(12)가 설치되는 것이 바람직하지만, 상기 제어 스위치(12)를 중성점(143)과 솔레노이드 코일(142) 사이에 설치할 수 있다. 본 실시예 및 다음의 실시예에서, 상기 전력 코일(10, 11)은 둘 이상의 권선 코일을 병렬로 연결하여 구성될 수 있고, 그리고 나서 이와 같이 병렬 연결된 전력 코일(10, 11)과 솔레노이드 코일(141, 142)은 직렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 병렬로 연결되며 전력 코일(10, 11)로서 사용되는 각 권선 코일은 소전류 흐름으로 이루어질 수 있는 이점을 갖는다. 상기 제어 스위치(12)에서 소전류 흐름에 의해 작은 레벨의 전압 진폭을 유지하기 위하여, 상기 솔레노이드 코일(142, 141)은 전력 코일(11, 10)과 직렬로 연결되는데, 이는 상기 솔레노이드 코일(141, 142)이 부하(17)와 회전자(35) 속도가 빨리 변화되는 경우에 상기 솔레노이드 코일(141, 142)에 의해 합성된 큰 상호 인덕턴스로 인하여 솔레노이드 코일(142)로 흐르는 전류를 극적으로 감소시키게 하기 때문이다.In addition, the control switch 12 is preferably provided between the connection point of the terminal wire 41 and the solenoid coil 142 because of the improved resistance to high voltage. It can be installed between the solenoid coil 142. In the present and following embodiments, the power coils 10 and 11 may be configured by connecting two or more winding coils in parallel, and then the power coils 10 and 11 and the solenoid coils connected in parallel as described above. 141 and 142 may be connected in series. In this case, each winding coil connected in parallel and used as the power coils 10 and 11 has the advantage that it can be made with a small current flow. In order to maintain a small level of voltage amplitude by the small current flow in the control switch 12, the solenoid coils 142, 141 are connected in series with the power coils 11, 10, which are solenoid coils 141. , 142 dramatically reduces the current flowing to the solenoid coil 142 due to the large mutual inductance synthesized by the solenoid coils 141, 142 when the speed of the load 17 and the rotor 35 change rapidly. Because it makes you.

그러므로, 상기 솔레노이드 코일(142)을 배치하는 것은 본 발명에서 매우 중요하다. 한편, 상기 솔레노이드 코일(141)과 솔레노이드 코일(142) 사이의 코일에 제어 스위치(12)가 배치되는데, 이는 고전압을 갖는 스파이크(spike)를 받으면 제어 스위치(12)의 파손이 야기되므로 상기 제어 스위치(12)를 큰 권선수를 갖는 솔레노이드(141) 뒤에 배치시키려는 이유이다. 전력 라인의 전압을 안정시키기 위하여, U, V, 및 W상의 단자(14) 사이에 커패시터를 제공하는 것이 매우 효과적이다. 상기 커패시터를 제공하면 전력 단자(41)의 전압과 부하에서의 DC 전력을 증가시킨다. 또한, 상기 전력 코일(10, 11)의 단자는 중성 스위치(391, 392)와 연결되어 스타 결선이 제공된다. 상기 중성 스위치는 발전기의 속도가 매우 크게 변화하는 경우에도 미리 설정된 전압을 안정적으로 유지시키는데 매우 효과적이다.Therefore, disposing the solenoid coil 142 is very important in the present invention. On the other hand, the control switch 12 is disposed in the coil between the solenoid coil 141 and the solenoid coil 142, which is damaged when the control switch 12 receives a spike having a high voltage This is the reason for placing 12 behind solenoid 141 having a large number of turns. In order to stabilize the voltage of the power line, it is very effective to provide a capacitor between the terminals 14 on U, V, and W. Providing the capacitor increases the voltage at the power terminal 41 and the DC power at the load. In addition, the terminals of the power coils 10 and 11 are connected to the neutral switches 391 and 392 to provide a star connection. The neutral switch is very effective in stably maintaining a preset voltage even when the speed of the generator changes very much.

상기 발전기의 제어기는 개방 시기를 변화시킬 수 있는 스위치(12)의 ON/OFF를 제어함으로써 상기 솔레노이드 코일(142)로 흐르는 전류를 제어하고, 이에 따라 발전된 전압이 미리 설정된 전압으로 제어된다. 여기서, 상기 솔레노이드 코일(142)로 흐르는 전류량을 감소시키기 위하여, 상기 솔레노이드 코일(141, 142)에서의 상호 인덕턴스가 효과적으로 사용되고, 그래서 이러한 솔레노이드 코일은 도 5에 도시된 동일한 솔레노이드 코일(55)에 감겨진다. 그 결과, 상기 코일(141, 142)이 직렬로 연결되는 경우, 상기 상호 인덕턴스는 크게 증가하며 상기 솔레노이드 코일로 전류량이 흐르는 경우에 전기 저항이 크게 증가한다. 상기 솔레노이드 코일로 소전류량이 흐르는 경우, 전력 라인의 단자(41)에서의 전압은 크게 감소하고, 상기 단자(41)에서 스위치(12)의 ON/OFF를 전환시킨 후의 평균 전압은 미리 설정된 전압으로 제어된다. 전류량이 제어측으로 흐르면, 상기 솔레노이드 코일의 인덕턴스에 의해 전압의 감소로 전력의 소비가 무효 전력이 되기 때문에 전력 손실은 매우 작다. 도 2에 도시된 전압과 전류의 특성은 상기 제어기가 솔레노이드 코일(142)측으로 전류량(A1)을 흐르게 하는 경우에 상기 전압은 0으로 감소하고 제어를 위해 사용된 최대 전류량은 A1 암페어인 것을 나타낸 것이다. 미리 설정된 전압을 얻기 위하여, 상기 제어기가 듀티 제어(duty control)에 의해 상기 스위치(12)의 ON 시를 설정하면, 암페어는 2000rpm에서 A21이 되고 4000rpm에서 A22가 된다.The controller of the generator controls the current flowing to the solenoid coil 142 by controlling the ON / OFF of the switch 12 which can change the opening timing, and thus the generated voltage is controlled to a preset voltage. Here, in order to reduce the amount of current flowing to the solenoid coil 142, mutual inductance in the solenoid coils 141 and 142 is effectively used, so this solenoid coil is wound on the same solenoid coil 55 shown in FIG. Lose. As a result, when the coils 141 and 142 are connected in series, the mutual inductance is greatly increased and the electrical resistance is greatly increased when the amount of current flows to the solenoid coil. When a small amount of current flows through the solenoid coil, the voltage at the terminal 41 of the power line is greatly reduced, and the average voltage after switching ON / OFF of the switch 12 at the terminal 41 is a preset voltage. Controlled. When the amount of current flows to the control side, the power loss is very small since the consumption of power becomes reactive power due to the reduction of the voltage due to the inductance of the solenoid coil. The characteristics of the voltage and current shown in FIG. 2 indicate that the voltage decreases to zero and the maximum amount of current used for control is A1 amperes when the controller causes the current amount A1 to the solenoid coil 142 side. . In order to obtain a preset voltage, when the controller sets the ON time of the switch 12 by duty control, the amperage becomes A21 at 2000 rpm and A22 at 4000 rpm.

상기 발전기의 제어기에 있어서, 상기 솔레노이드 코일(141)이 연결되는 단자 와이어(41)의 접속접과 상기 솔레노이드 코일(142) 사이의 코일 라인에 전압을 제어하기 위한 스위치(12)가 제공되며 상기 전력 코일(10, 11)과 솔레노이드 코일(141, 142)은 직렬로 연결되지만, 위치가 매우 중요한 팩터인 중성점(143)과 솔레노이드 코일(142) 사이의 코일 라인에 상기 스위치(12)가 제공되는 것을 염려할 필요는 없다. 상기 제어기는 차후에 전력 코일(11)의 발전 전압이 스위치(12)의 OFF 상태에서 600V 이상으로 증가되게 하고, 상기 전압이 스위치(12)의 ON 상태에서 솔레노이드 코일의 인덕턴수에 의해 감소된 작은 전압으로 감소되게 하고, ON 및 OFF 상태의 평균 전압이 미리 설정된 전압과 동등하게 한다.In the controller of the generator, a switch 12 for controlling a voltage is provided at the coil contact between the connection wire of the terminal wire 41 to which the solenoid coil 141 is connected and the solenoid coil 142. Although the coils 10 and 11 and the solenoid coils 141 and 142 are connected in series, the switch 12 is provided in the coil line between the neutral point 143 and the solenoid coil 142 where position is a very important factor. There is no need to worry. The controller subsequently causes the generated voltage of the power coil 11 to increase above 600 V in the OFF state of the switch 12 and the voltage is reduced by the inductance of the solenoid coil in the ON state of the switch 12. The average voltage of the ON and OFF states is equal to the preset voltage.

한편, 상기 발전기 속도가 매우 크게 증가하거나 매우 작게 감소되는 경우, 발전 전압의 특성은 상기 중성 스위치(391, 392)를 전환시킴으로써 수행되는 전력 코일(10, 11)의 권선수의 변화에 의해 변경될 수 있다. 그 결과, 전력 코일에서 권선수의 변화 시스템을 이용하여 낮은 속도로부터 빠른 속도까지 적절한 전력과 전압을 얻을 수 있다. 이 시스템은 전기 차량에 대하여 매우 효과적이다.On the other hand, when the generator speed increases very much or decreases very small, the characteristics of the generated voltage can be changed by the change in the number of turns of the power coils 10, 11 performed by switching the neutral switches 391, 392. Can be. As a result, it is possible to obtain a suitable power and voltage from a low speed to a high speed by using a system of changing the number of turns in the power coil. This system is very effective for electric vehicles.

상기 전력 코일(10)에서 발전된 전류가 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 경우에 전압을 일정하게 유지하도록 상기 전류를 제어하기 위하여 상기 제어기(18)에 의해 제어 스위치(12)는 개폐 시기를 증감시키고, 전력 코일(10)의 전압은 임의의 다른 복잡한 제어기 없이 제어된다. 상기 솔레노이드 코일이 회로로부터 제거되면, 도 2에 도시된 바와 같이 제어측의 솔레노이드 코일로 A1 암페어의 전류가 흐르기 때문에 상기 코일의 전압은 제어 스위치(12)를 폐쇄하는 경우에 0V로 감소된다. 그러나, 상기 제어 코일(142)로 흐르는 전류는 큰 인덕턴스 값을 갖는 솔레노이드 코일(141)을 배치하는 경우에 A2 암페어로 감소되고, 그 결과 전압의 진폭은 감소하고 상기 제어 스위치(12)가 고주파수로 개폐되는 경우에도 전력 코일(10)의 전압은 안정된 상태로 된다. 또한, 상기 솔레노이드 코일(141)과 솔레노이드 코일(142)로 흐르는 전류를 감소시키기 때문에 동손(copper loss)이 감소된다. 상기 솔레노이드 코일(141, 142)에서 고주파수로 인한 고저항은 무효 저항이기 때문에 상기 솔레노이드 코일(141, 142)은 동손을 감소시키는데 매우 효과적이다.The control switch 12 increases and decreases the opening and closing timing by the controller 18 to control the current so that the voltage is kept constant when the current generated in the power coil 10 flows to the solenoid coil on the control side, The voltage of the power coil 10 is controlled without any other complicated controller. When the solenoid coil is removed from the circuit, the voltage of the coil is reduced to 0 V when the control switch 12 is closed because current of A1 ampere flows to the solenoid coil on the control side as shown in FIG. However, the current flowing to the control coil 142 is reduced to A2 amperes when the solenoid coil 141 having a large inductance value is placed, so that the amplitude of the voltage is reduced and the control switch 12 is driven at a high frequency. Even when it is opened and closed, the voltage of the power coil 10 is in a stable state. In addition, copper loss is reduced because the current flowing through the solenoid coil 141 and the solenoid coil 142 is reduced. Since the high resistance due to the high frequency in the solenoid coils 141 and 142 is an invalid resistance, the solenoid coils 141 and 142 are very effective in reducing copper loss.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 발전기에서 상이한 전압을 갖는 두 전력원을 구비한 경우, 상기 전력이 전력원의 타측에서 더 증가되는 경우에 상기 전력원의 일측에서 상기 전압은 감소된다. 이때, 우선 순위의 전력원이 결정되고, 상기 제어기(18)는 우선 순위의 전력측에 전력을 공급하며 전력원의 타측에 전력의 송부를 감축시킨다. 상기 축전지(54, 25)는 부하(17) 및 전기 장비에 전력을 공급하기 위하여 저장을 위한 매우 중요한 부품이다.As shown in FIG. 3, when the generator is provided with two power sources having different voltages, the voltage is reduced on one side of the power source when the power is further increased on the other side of the power source. At this time, the priority power source is determined, and the controller 18 supplies power to the power side of the priority and reduces the transmission of power to the other side of the power source. The accumulators 54 and 25 are very important components for storage in order to power the load 17 and the electrical equipment.

도 3에 도시된 바와 같은 발전기의 제어 작용을 도 4에 도시된 바와 같은 다음의 플로우차트를 참조하여 설명한다.The control action of the generator as shown in FIG. 3 will be described with reference to the following flowchart as shown in FIG.

상기 제어기(18)는 발전기의 속도 및 발전 전압을 검출하고(스텝 S30), 이후 시동 스위치가 작동되어 상기 발전기의 속도 N이 이전에 결정되어 미리 설정된 속도 N1보다 작은지 여부를 판단한다(스텝 S31). 상기 속도 N이 N1보다 작은 경우, 상기 중성 스위치(392)는 OFF로 전환되며 상기 중성 스위치(391)는 ON으로 전환된다(스텝 S32). 상기 속도 N이 N1보다 큰 경우, 상기 제어기는 스위치(392)를 ON 상태로 하며 상기 스위치(391)를 OFF 상태로 한다(스텝 S33). 제어(스텝 S32 및 S33) 후에, 상기 제어기(18)는 전압이 (V1±α)인 허용 전압에 놓여 있는지 센서(16)에 의한 부하 전압을 판단하고(스텝 S34), 상기 전압 V가 허용량으로 미리 설정된 전압의 높은 레벨인 (V1+α)보다 큰 경우에 제어측의 솔레노이드 코일(142)의 전류는 증가한다(스텝 S35). 상기 전압 V가 (V1+α)보다 작은 경우, 상기 제어기는 (스텝 S39)로 제어를 진행한다. 스텝 S35의 제어 후에, 상기 제어기는 전압 V가 (V1+α)보다 작은지 전압을 판단한다(스텝 S36). 그렇지 않다면, 상기 제어기는 스텝 S35로 제어를 진행하고, 그렇다면 상기 제어기는 다음 단계로 진행한다. 상기 전압 V가 허용량으로 미리 설정된 전압의 레벨보다 작은 (V1-α)보다 큰 경우(스텝 S37), 상기 제어기(18)는 제어 상태를 그대로 △t 밀리세컨드로 남겨두고(스텝 S38), 이후 상기 제어기는 제어를 시작점

Figure pct00001
로 복귀시킨다. 상기 전압 V가 (스텝 S39)에서 (V1-α)보다 큰 경우, 상기 제어기(18)는 제어 상태를 그대로 △t 밀리세컨드로 남겨두고(스텝 S40), 이후 상기 제어기는 제어를 시작점
Figure pct00002
로 복귀시킨다. 상기 전압 V가 (V1-α)보다 작은 경우, 상기 제어는 (스텝 S41)로 진행한다. 상기 전압 V가 (스텝 S37)에서 (V1-α)보다 작은 경우, 상기 제어기는 제어 차트를 (스텝 S41)로 진행하여 제어측의 솔레노이드 코일(142)로 흐르는 전류량을 감소시킨다(스텝 S41). 전류량을 감소시킨 후에, 상기 제어기는 전압을 판단하고(스텝 S42), 상기 전압 V가 (V1-α)보다 큰 경우에 상기 제어기(18)는 제어 상태를 그대로 △t 밀리세컨드로 남겨둔다(스텝 S43). 상기 전압 V가 (스텝 S42)에서 (V1-α)보다 작은 경우, 상기 제어기는 제어를 (스텝 S41)로 복귀시킨다.The controller 18 detects the speed and power generation voltage of the generator (step S30), and then the start switch is operated to determine whether the speed N of the generator is previously determined and smaller than the preset speed N1 (step S31). ). When the speed N is smaller than N1, the neutral switch 392 is turned OFF and the neutral switch 391 is turned ON (step S32). When the speed N is greater than N1, the controller turns the switch 392 to the ON state and the switch 391 to the OFF state (step S33). After the control (steps S32 and S33), the controller 18 judges the load voltage by the sensor 16 whether the voltage is at an allowable voltage of (V1 ± α) (step S34), and the voltage V is allowed to the allowable amount. When it is larger than (V1 + alpha) which is a high level of the preset voltage, the current of the solenoid coil 142 on the control side increases (step S35). When the voltage V is smaller than (V1 + α), the controller proceeds to control (step S39). After the control of step S35, the controller determines the voltage whether the voltage V is less than (V1 + alpha) (step S36). Otherwise, the controller proceeds to step S35, and if so, the controller proceeds to the next step. When the voltage V is larger than (V1-α) smaller than the level of the voltage set in advance by the allowable amount (step S37), the controller 18 leaves the control state as Δt milliseconds as it is (step S38), and then the Controller starts control
Figure pct00001
Return to. If the voltage V is greater than (V1-α) at (step S39), the controller 18 leaves the control state as Δt milliseconds (step S40), after which the controller starts control.
Figure pct00002
Return to. When the voltage V is smaller than (V1-?), The control proceeds to (step S41). When the voltage V is smaller than (V1-α) in (step S37), the controller proceeds to the control chart (step S41) to reduce the amount of current flowing to the solenoid coil 142 on the control side (step S41). After reducing the amount of current, the controller judges the voltage (step S42), and when the voltage V is greater than (V1-α), the controller 18 leaves the control state as DELTA t milliseconds as it is (step S43). ). When the voltage V is smaller than (V1-α) at (step S42), the controller returns control to (step S41).

상기 발전기 시스템이 모터에 대해 사용되는 경우, 상기 제어기는 도 6에 도시된 회로에 의해 제어 시스템을 작동시킨다.When the generator system is used for a motor, the controller operates the control system by the circuit shown in FIG.

상기 영구 자석 발전기의 제어기(18)에 있어서, 상기 전력 코일(11)과 전력 코일측의 솔레노이드 코일(141) 사이의 전력 라인(포인트 13)이 연결된 복수의 전력 공급 단자는 상기 복수의 전력 공급 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 복수의 전력 공급 스위치(56)와 연결되고, 상기 전력 공급 스위치의 타단은 제어기(18)를 통해 전력측의 축전지(54)와 연결되고, 더 나아가 상기 제어기는 축전지(54)로부터 전력 코일로 전류량을 공급하여 상기 발전기가 전력 공급 스위치의 제어된 ON/OFF 및 전류량 동기 위상 타이밍(current amount synchronized phase timing)에 의해 전기 모터를 위해 구동되고, 상기 제어기는 회전자 회전 속도를 검출하기 위한 센서(28)로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작은 경우에 상기 전력 코일의 중성 스위치(391)는 큰 권선수의 권선 코일측에 의해 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치(392)는 작은 권선수의 권선 코일측에 의해 OFF되고, 상기 회전자의 회전 속도가 회전자 속도 센서(28)로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 속도보다 크도록 상기 제어기(18)는 스위치의 ON/OFF를 제어하는 경우, 상기 전력 코일의 중성 스위치(392)는 작은 권선수의 권선 코일(11)측에 의해 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치(391)는 큰 권선수의 전력 코일(10)측에 의해 OFF되고 동시에 상기 제어기는 전자 모터 스위치(53, 52)의 ON/OFF 제어를 수행한다.In the controller 18 of the permanent magnet generator, a plurality of power supply terminals to which a power line (point 13) connected between the power coil 11 and the solenoid coil 141 on the power coil side are connected to the plurality of power supply terminals. Is connected to a plurality of power supply switches 56 for driving an electric motor connected thereto, and the other end of the power supply switch is connected to a storage battery 54 on the power side through a controller 18, and furthermore, the controller is connected to a storage battery ( 54) the generator is driven for the electric motor by controlled ON / OFF and current amount synchronized phase timing of the power supply switch, and the controller rotates the rotor rotational speed. In response to the detection signal from the sensor 28 for detecting the control, the ON / OFF control of the neutral switch is performed, whereby the rotational speed of the rotor is When the speed is smaller than the set speed, the neutral switch 391 of the power coil is turned on by the winding coil side of the large number of turns and at the same time the neutral switch 392 of the power coil is turned off by the winding coil side of the number of turns, When the controller 18 controls ON / OFF of the switch so that the rotational speed of the rotor is greater than a preset speed in response to a detection signal from the rotor speed sensor 28, the neutral switch of the power coil ( 392 is turned on by the winding coil 11 side of the small number of turns, and at the same time, the neutral switch 391 of the power coil is turned off by the power coil 10 side of the large number of turns and at the same time the controller is controlled by an electronic motor switch ( 53, 52) to ON / OFF control.

본 발명에 따른 발전기 및 제어 시스템은 차량의 효율을 향상시키는데 매우 효과적이다. 상기 시스템이 차량, 산업용 발전기, 풍력 터빈 및 전기 차량에 대해 사용되는 경우, 작은 사이즈, 경량화 및 값싼 비용에도 불구하고 일정한 전압, 고출력 및 고효율을 얻을 수 있다.The generator and control system according to the invention is very effective for improving the efficiency of the vehicle. When the system is used for vehicles, industrial generators, wind turbines and electric vehicles, constant voltage, high power and high efficiency can be achieved despite the small size, light weight and low cost.

또한, 전술한 형태는 본 발명에서 발전기의 우수한 일례이지만, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.In addition, although the above-described form is an excellent example of the generator in the present invention, various modifications may be made without departing from the object of the present invention.

예를 들어, 전력 코일에 대한 고정자의 권선 코일은 직렬로 연결된 두 권선 코일(10, 11)에 의해 제공되고, 상기 중성 스위치에 대한 단자는 전력 코일(10)과 전력 코일(11) 사이에 배치되고, 상기 복수의 단자에는 중성 스위치(392)가 연결되고, 더 나아가 상기 중성 스위치(391)에는 권선 코일(10)의 복수의 시작 단자가 연결되고, 상기 전력 코일의 권선수는 중성 스위치(391, 392)의 ON/OFF를 전환시킴으로써 변경될 수 있다. 그러나, 특히 두개의 중성 스위치에 제한되지 않으며 3개 이상의 중성 스위치를 배치할 수 있고, 복수의 단자가 전력 코일에 제공되어 상기 발전기를 사용하기 위한 속도 범위를 연장되게 한다. 그 결과, 상기 발전기 속도가 매우 크게 증가하는 경우에도 중성 스위치를 변경함으로써 더 높은 전압이 제어된다. 그러나, 6000rpm까지 미리 설정된 전압을 제어하는 것은 중성 스위치의 변경 시스템을 이용하지 않고서도 수행된다는 것은 실험에서 이미 확인하였다.For example, the winding coil of the stator for the power coil is provided by two winding coils 10, 11 connected in series, and the terminal for the neutral switch is arranged between the power coil 10 and the power coil 11. The neutral switch 392 is connected to the plurality of terminals, and further, the plurality of start terminals of the winding coil 10 are connected to the neutral switch 391, and the number of turns of the power coil is 311. , 392) can be changed by switching ON / OFF. However, it is not particularly limited to two neutral switches, and three or more neutral switches can be arranged, and a plurality of terminals are provided in the power coil to extend the speed range for using the generator. As a result, the higher voltage is controlled by changing the neutral switch even when the generator speed is increased greatly. However, experiments have already shown that controlling the preset voltage up to 6000 rpm can be performed without the use of a neutral switch change system.

한편, 본 발명의 실행 예에서, 상기 전력 코일(10)의 권선수가 전력 코일(11)의 권선수보다 크지만, 전력 코일에 대한 고정자의 권선 코일들 간의 권선수에 제한되지 않고, 예를 들어 전력 코일(10)의 권선수가 전력 코일(11)의 권선수와 같거나 또는 전력 코일(10)의 권선수가 전력 코일(11)의 권선수보다 작을 수 있다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, the number of turns of the power coil 10 is larger than the number of turns of the power coil 11, but is not limited to the number of turns between the winding coils of the stator for the power coil, for example The number of turns of the power coil 10 may be the same as the number of turns of the power coil 11, or the number of turns of the power coil 10 may be smaller than the number of turns of the power coil 11.

본 발명을 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 기재된 예시적인 실시예에 제한되지 않는다. 다양한 변형, 동등 구조 및 기능을 포함하도록 다음 클레임의 범위는 넓게 해석되게 부합되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, the present invention is not limited to the exemplary embodiments described. The scope of the following claims should be broadly interpreted to cover various modifications, equivalent structures, and functions.

Claims (12)

하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 회전자 샤프트;
상기 회전자 샤프트에 고정되며, 복수의 영구 자석 부재가 그 외주측에 장착되는 회전자; 및
상기 회전자의 외측에 배치되며 권선 코일이 감겨진 고정자
를 포함하고,
회전자의 자속과 연결되지 않는 위치에 배치되는 전력 코일에 대한 고정자의 권선 코일, 전력 코일측의 솔레노이드 코일, 및 제어측의 솔레노이드 코일은 직렬로 연결되고, 전력 코일측의 솔레노이드 코일과 제어측의 솔레노이드 코일 사이에 적어도 전력 단자가 제공되고, 상기 전력 코일에서 발전된 전류량의 일부를 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르게 하기 위한 스위치가 제공되어 상기 스위치의 ON/OFF를 제어하여 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 제어하고, 이에 따라 상기 제공된 전력 코일에 의해 발전 전압을 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 전압으로 발전 전압이 제어되는,
영구 자석 발전기의 제어기.A rotor shaft rotatably supported by the housing;
A rotor fixed to the rotor shaft and having a plurality of permanent magnet members mounted on an outer circumferential side thereof; And
A stator arranged outside the rotor and wound with a winding coil
Including,
The winding coil of the stator for the power coil disposed at a position not connected to the magnetic flux of the rotor, the solenoid coil on the power coil side, and the solenoid coil on the control side are connected in series, and the solenoid coil on the power coil side and the control side At least a power terminal is provided between the solenoid coils, and a switch is provided for flowing a part of the amount of current generated in the power coil to the solenoid coil on the control side to control ON / OFF of the switch to the solenoid coil on the control side. Controlling the amount of current flowing, whereby the generated voltage is controlled to a preset voltage in response to a detection signal from a sensor for detecting the generated voltage by the provided power coil,
Controller of permanent magnet generator. 제1항에 있어서, 상기 전력 코일의 단부에는 3상 AC 발전기의 다른 위상 코일이 스타 결선에 의해 연결되고, 상기 제어측의 솔레노이드 코일의 단부에는 스타 결선에 의해 다른 위상 코일이 연결되는, 영구 자석 발전기의 제어기.The permanent magnet according to claim 1, wherein another phase coil of the three-phase AC generator is connected to the end of the power coil by a star connection, and another phase coil is connected to the end of the solenoid coil on the control side by a star connection. Controller of the generator. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어기는 스위치의 ON/OFF를 제어하여 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 듀티 제어에 의해 상기 제어측의 솔레노이드 코일로 흐르는 전류량을 규제하고, 이에 따라 상기 제공된 전력 코일에 의해 발전 전압을 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 전압으로 발전 전압이 제어되고, 더 나아가 상기 발전 전압을 검출하는 센서에 의해 감지된 발전 전압이 미리 설정된 전압보다 높은 경우에 상기 전류량은 제어기에 의해 증가되고, 상기 발전 전압이 미리 설정된 전압보다 낮은 경우에 상기 전류량은 제어기에 의해 감소되는, 영구 자석 발전기의 제어기.The controller according to claim 1 or 2, wherein the controller regulates the amount of current flowing to the solenoid coil of the control side by a duty control for controlling the ON / OFF of the switch to control the amount of current flowing to the solenoid coil of the control side. Accordingly, the generated voltage is controlled to a preset voltage in response to a detection signal from the sensor for detecting the generated voltage by the provided power coil, and further, the generated voltage detected by the sensor detecting the generated voltage is previously The current amount is increased by a controller when higher than a set voltage, and the current amount is decreased by a controller when the generated voltage is lower than a preset voltage. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3상 발전기의 중성점에 대한 복수의 단자는 상기 전력 코일의 단부 및 중간 부분에 제공되어 상기 중성점이 변경될 수 있고, 복수의 중성 스위치가 제공되어 상기 중성점으로 흐르는 발전된 전류량을 위하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF를 제어하고, 더 나아가 상기 제어기는 미리 설정된 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF를 제어하는, 영구 자석 발전기의 제어기.The neutral point according to claim 1 or 2, wherein a plurality of terminals for the neutral point of the three-phase generator is provided at the end and the middle portion of the power coil so that the neutral point can be changed, and a plurality of neutral switches are provided to the neutral point. Permanently controlling the ON / OFF of the neutral switch for the amount of generated current flowing, and furthermore, the controller controlling the ON / OFF of the neutral switch in response to a detection signal from a sensor for detecting a preset rotor speed. Controller of the magnet generator. 제4항에 있어서, 상기 제어기는 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터 검출 신호에 응답하여 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 높은 경우, 높은 회전자 속도에서 발전 전압이 더 높아지는 것을 방지하기 위하여, 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에 의해 ON되며, 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 큰 권선수의 권선 코일측에 의해 OFF되는, 영구 자석 발전기의 제어기.5. The controller according to claim 4, wherein the controller performs control in response to a detection signal from a sensor for detecting the rotor speed, whereby when the rotational speed of the rotor is higher than a preset speed, the controller generates power at a higher rotor speed. In order to prevent the voltage from becoming higher, the permanent magnet of the power coil is turned on by the winding coil side of the small number of turns, and at the same time the neutral switch of the power coil is turned off by the winding coil side of the number of windings. Controller of the generator. 제4항에 있어서, 상기 제어기는 회전자 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 낮은 경우, 상기 전력 코일의 중성 스위치는 가장 큰 권선수의 권선 코일측에 의해 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에 의해 OFF되고, 그 결과 상기 제어기는 발전 전압과 전력을 상기 회전자의 극히 낮은 속도에서 증가되게 하는, 영구 자석 발전기의 제어기.The neutralization of the power coil as claimed in claim 4, wherein the controller performs control in response to a detection signal from a sensor for detecting rotor speed, and accordingly, when the rotation speed of the rotor is lower than a preset speed, The switch is turned on by the winding coil side of the largest number of turns and at the same time the neutral switch of the power coil is turned off by the winding coil side of the small number of turns, as a result of which the controller sets the generated voltage and power to the lowest of the rotor. Controller of permanent magnet generator, which allows to increase in speed. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기가 전력 코일에서의 비정상적인 현상 또는 상기 전력 코일의 전류 누설 및 회전자 회전 속도의 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 회전자 회전 속도에서 비정상적인 높은 속도를 검출하는 경우, 상기 제어기는 모든 중성 스위치가 OFF되도록 제어를 수행하는, 영구 자석 발전기의 제어기.7. The rotor according to any one of claims 4 to 6, wherein the controller is operated at the rotor rotational speed in response to an abnormal phenomenon in the power coil or a detection signal from a sensor of the current leakage and the rotor rotational speed of the power coil. When detecting an abnormal high speed, the controller performs control such that all neutral switches are turned off. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 단자에서 3상 교류는 복수의 전력 단자가 연결된 복수의 트랜스-단자를 통해 변압기로 유도되어 상기 전류는 작은 전압으로 변환되고, 더 나아가 상기 작은 전압으로 변환된 전류량은 작은 전압의 정류기에 의해 AC 전류로부터 DC 전류로 변화되고, 상기 작은 전압의 정류기에서 DC 단자에는 전력 전류량의 전압과 상이한 전압을 갖는 축전지가 연결되는, 영구 자석 발전기의 제어기.8. The power supply according to any one of claims 1 to 7, wherein the three-phase alternating current at the power terminal is induced into a transformer through a plurality of trans-terminals to which a plurality of power terminals are connected, so that the current is converted into a small voltage, and furthermore, The amount of current converted into the small voltage is changed from AC current to DC current by a small voltage rectifier, and in the small voltage rectifier, the DC terminal is connected to a battery having a voltage different from that of the power current amount of the permanent magnet generator. Controller. 제8항에 있어서, 상기 전력 라인 스위치에는 전력 라인측의 정류기의 단부가 연결된 DC 전력 단자가 제공되고, 전기 모터 축전지의 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 스위치에는 상기 전력 라인 스위치의 제어기 스위기가 제공되고, 상기 전기 모터 구동을 위한 스위치는 전력 상태에 응답하여 상기 제어기로부터의 명령에 의해 ON/OFF 스위칭을 제어하는, 영구 자석 발전기의 제어기.According to claim 8, wherein the power line switch is provided with a DC power terminal connected to the end of the rectifier on the power line side, the switch for driving the electric motor connected to the terminal of the electric motor battery is connected to the controller switch of the power line switch And a switch for driving the electric motor controls ON / OFF switching by a command from the controller in response to a power condition. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 코일과 전력 코일측의 솔레노이드 코일 사이의 전력 라인이 연결된 복수의 전력 공급 단자는 상기 복수의 전력 공급 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 복수의 전력 공급 스위치와 연결되고, 상기 전력 공급 스위치의 타단은 제어기를 통해 전력측의 축전지와 연결되고, 더 나아가 상기 제어기는 축전지로부터 전력 코일로 전류량을 공급하여 상기 발전기가 전력 공급 스위치의 제어된 ON/OFF 및 전류량 동기 위상 타이밍에 의해 전기 모터를 위해 구동되는, 영구 자석 발전기의 제어기.The power supply terminal according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of power supply terminals to which a power line between the power coil and the solenoid coil on the power coil side is connected is connected to the plurality of power supply terminals for driving the electric motor. Is connected to a power supply switch of the power supply switch, and the other end of the power supply switch is connected to a battery on the power side through a controller. Furthermore, the controller supplies a current amount from the battery to the power coil so that the generator is controlled ON of the power supply switch. Controller of permanent magnet generator, driven for electric motor by ON / OFF and amperage synchronous phase timing. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 코일과 전력 코일측의 솔레노이드 코일 사이의 전력 라인이 연결된 복수의 전력 공급 단자는 상기 복수의 전력 공급 단자가 연결된 전기 모터 구동을 위한 복수의 전력 공급 스위치와 연결되고, 상기 전력 공급 스위치의 타단은 제어기를 통해 전력측의 축전지와 연결되고, 더 나아가 상기 제어기는 축전지로부터 전력 코일로 전류량을 공급하여 상기 발전기가 전력 공급 스위치의 제어된 ON/OFF 및 전류량 동기 위상 타이밍에 의해 전기 모터를 위해 구동되고, 상기 제어기는 회전자 회전 속도를 검출하기 위한 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 중성 스위치의 ON/OFF 제어를 수행하고, 이에 따라 상기 회전자의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작은 경우에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 큰 권선수의 권선 코일측에 의해 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에 의해 OFF되고, 상기 회전자의 회전 속도가 회전자 속도 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 미리 설정된 속도보다 크도록 상기 제어기가 스위치의 ON/OFF를 제어하는 경우, 상기 전력 코일의 중성 스위치는 작은 권선수의 권선 코일측에 의해 ON되며 동시에 상기 전력 코일의 중성 스위치는 큰 권선수의 전력 코일측에 의해 OFF되고 동시에 상기 제어기는 전자 모터 스위치의 ON/OFF 제어를 수행하는, 영구 자석 발전기의 제어기.The power supply terminal according to any one of claims 4 to 7, wherein a plurality of power supply terminals to which a power line between the power coil and the solenoid coil on the power coil side is connected is connected to the plurality of power supply terminals for driving the electric motor. Is connected to a power supply switch of the power supply switch, and the other end of the power supply switch is connected to a battery on the power side through a controller. Furthermore, the controller supplies a current amount from the battery to the power coil so that the generator is controlled ON of the power supply switch. Driven for the electric motor by ON / OFF and amperage synchronous phase timing, the controller performs ON / OFF control of the neutral switch in response to a detection signal from a sensor for detecting rotor rotational speed, and thus If the rotational speed of the rotor is less than the preset speed, the neutral switch of the power coil is It is turned on by the winding coil side of the bow and at the same time the neutral switch of the power coil is turned off by the winding coil side of small number of turns, and the rotational speed of the rotor is preset speed in response to the detection signal from the rotor speed sensor When the controller controls the ON / OFF of the switch to be larger, the neutral switch of the power coil is turned on by the winding coil side of the smaller number of turns and at the same time the neutral switch of the power coil is placed on the power coil side of the number of turns By the controller and at the same time the controller performs ON / OFF control of the electronic motor switch. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 제어기를 구비한 영구 자석 발전기.12. Permanent magnet generator with a controller according to any one of the preceding claims.
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KR101384063B1 (en) * 2006-08-30 2014-04-09 티에치케이 가부시끼가이샤 Power supply device for permanent magnet field type linear motor and pwm inverter for permanent magnet field type motor
KR20180069893A (en) * 2015-12-25 2018-06-25 가부시키가이샤 쿠우 Electric motor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599644A (en) * 2018-04-19 2018-09-28 苏州诺登德智能科技有限公司 A kind of voltage-regulating system of automobile current generator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2646684B2 (en) * 1988-08-08 1997-08-27 株式会社デンソー AC generator
JP4840156B2 (en) * 2007-01-24 2011-12-21 三菱自動車工業株式会社 Permanent magnet generator
US7554303B1 (en) * 2008-05-15 2009-06-30 Hideo Kawamura Controller of permanent magnet generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384063B1 (en) * 2006-08-30 2014-04-09 티에치케이 가부시끼가이샤 Power supply device for permanent magnet field type linear motor and pwm inverter for permanent magnet field type motor
KR20180069893A (en) * 2015-12-25 2018-06-25 가부시키가이샤 쿠우 Electric motor

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